新冠肺炎机械通气系列课程（讲义）-ARDS患者的机械通气

翻译：中山大学附属第三医院岭南移植ICU-邹云山
校正：一起呼吸鸭


ARDS患者的机械通气

引言
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种弥漫性肺泡损伤和炎症状态，继发于任何可能的过程。虽然ARDS总是导致低氧血症，但并非所有低氧血症都是ARDS。ARDS是COVID-19最常见的严重并发症，导致感染的发病率和死亡率严重增加。
ARDS由4个标准定义：
1、病情必须很严重(< 7天)
2、这些发现并不仅仅是由心源性肺水肿所解释的
3、胸片必须有双侧模糊影
4、在至少5cmH2O的正压通气上，氧合指数（以小数表示，如0.7）必须<300。
（1）轻度ARDS氧合指数200-300
（2）中度ARDS氧合指数100-199
（3）重度ARDS氧合指数<100
正压通气，尤其是在潮气量大或压力大的情况下，已被证实都会对有或没有ARDS的患者造成伤害。在所有危重护理的干预措施中，很少有像低潮气量通气那样对患者持续有益。
从长远来看，许多用于严重低氧血症的操作去改善氧合和通气可能是有害的。增加平均气道压(MAP)是正压通气的主要目标之一，较高的MAP通常与改善氧合有关。增加MAP的因素也就是那些增加气道压力的因素，如潮气量、PEEP或AutoPEEP，或给予正压的时间如吸气时间。
然而，尽管氧合短期改善，但肺泡中的高压也与更糟糕的长期结果有关。因此，临床医生必须使用良好的循证呼吸机管理来平衡增加MAP的风险。
潮气量最好用预测体重的mLs和mLs/kg来表示。预测体重是病人预期肺容积的替代。肺容积取决于病人的身高和生物学性别。实际体重永远不应该用于替代预测体重。
下面的呼吸机屏幕显示了一个低潮气量策略的例子。如左下角所示，病人被设定在330mL/Kg或6.35mL/KgPBW。
一旦选择了初始潮气量，就应该评估压力。在ARDS中，和其他患者一样，维持Pplat<30cm H2O是预防呼吸机引起肺损伤的关键。注意Pplat是由所给的潮气量和呼吸系统的顺应性决定的。ARDS通常会导致肺顺应性下降，导致肺僵硬。有趣的是，在COVID19患者中，他们的肺顺应性似乎高于其他类似ARDS的患者。
使用吸气保持时，Pplat应确认小于30cmH20。如果Pplat>30cmH20，则应使用较低的潮气量，甚至可降至4mL/kg。
上面的呼吸机屏幕图像显示吸气暂停来计算稳定压力(Pplat)。图中金星是气流停止使压力平衡的地方。本例中Pplat为18cmH20。呼吸机自动计算顺应性为40mL/cmH20。正常的顺应性约为80-100mL/cmH20，对于通气病人来说，预期值约为60mL/cmH20，因为所有通气患者的顺应性比正常呼吸患者的更低。
在下图中，进行了吸气保持，给予了32cmH20的Pplat。此图告诉了我们两件事：
1、在PIP(35cmH20)和Pplat(32cmH20)之间存在最小差异，表明患者只有顺应性问题而没有阻力问题。
2、Pplat太高，潮气量应降低到5mL/Kg PBW，并重新评估。
PEEP是下一个要设置的参数。显然，氧合是治疗这些ARDS病人的关键因素。PEEP能提高平均气道压(MAP)，从而改善氧合。PEEP还有助于预防进一步的肺不张（derecruitment）。设置PEEP的一个生理目标是防止肺不张和过度扩张。一个理论上最优的PEEP在红色的“X”处，每次呼吸都会沿着压力/容积的斜率上下移动，如浅蓝色箭头所示。
这些病人中有许多需要8-16cmH20高的PEEPs，有时甚至更高。PEEP可能有助于Pplat，因此，Pplat应该随着PEEP的改变而被检查，就像随着潮气量改变一样。病人肺不张，当PEEP增加时，Pplat不会增加，或只会最低限度地增加，而增加PEEP有助于复张塌陷的肺。在这种情况下，增加PEEP实际上可以改善顺应性，因此不会增加Pplat。
这是执行复张策略和“最佳PEEP”试验的原则，以找到一个PEEP去优化肺顺应性—防止肺不张和过度扩张。我们将在下面详细讨论。
驱动压(∆P)是描述吸气时压力变化的术语，等于平台压力与PEEP之间的差异(Pplat-PEEP)。例如，Pplat为40cmH20，PEEP为10cmH20的患者的驱动压为30cmH20。换句话说，30cmH20将是扩大肺的压力。研究显示<15cmH20的驱动压与ARDS患者的更好结果有关。

虽然大多数患者开始时使用100%的FiO2，特别是低氧血症的患者，但在检查ABG后，应尽可能降低FiO2耐受性。氧中毒在许多情况下越来越受到重视了，因此减少FiO2至尽可能安全地耐受是适当的。一个合理的目标是92-96%的SpO2。
下面的呼吸机屏幕显示了ARDS患者的参数设置。潮气量为400，适合患者的身高和性别。呼吸频率为30，保持每分钟通气量约为12。PEEP为18，患者仍是100%FiO2。注意PIP是47，Pplat是43。临床医生可以尝试减少潮气量，然而这些数值离30cmH20还远，他们不太可能达到这个目标。
ABG提供重要信息，使临床医生能够计算氧合指数（PaO2/FiO2），从而对患者ARDS的严重程度进行分类。
低潮气量的患者需要更高的呼吸频率来维持每分钟通气量。大多数ARDS患者需要每分钟呼吸20次或更多。这一点尤其重要，因为许多ARDS患者处于高代谢，伴随二氧化碳的生成增加。
ARDS患者的呼吸机参数初始设置
潮气量
4-8mL/KgPBW，从6mL/Kg开始
呼吸频率
更高，常常每分钟>20次呼吸
呼吸末正压（PEEP）
≥8cmH20，避免过度扩张
吸入氧浓度（FiO2）
降低至耐受量，SpO2≥92%
严重低氧血症
有时，患者可能有难治性的严重低氧血症呼吸衰竭。在检查上述所有呼吸机参数设置后，临床医生应采用额外的循证策略。
有时，病人可能镇静良好却与与呼吸机不同步。呼吸机不同步与更糟糕的预后有关，应该避免。最近在2019年发表的一项试验没有发现ARDS中使用神经肌肉阻断剂可改善死亡率。然而，神经肌肉阻断也与损伤增加无关。因此，尽管有适当的镇静，但仍与呼吸机不同步的患者可考虑使用。下图呼吸机显示了病人在不同步时的图像。波形应该是平滑的和相当规则的。这里所示是锯齿状和不规则的，表明病人正在对抗呼吸机。此外，注意虽然病人被设置以380mL的低潮气量通气，但病人实际上通过显著的呼吸努力摄入了大约800mL。
在镇静良好和可能药物放松的患者中，首先的策略是肺复张策略。肺不张（decruitment）是低氧血症的常见原因，稍稍复张肺泡可以改善氧合。这对肺的损害是不同的。有些区域是不张的，有些是充满液体的，有些是已经过度膨胀，有些甚至是正常的。肺复张策略的概念很简单：应用持续压力来打开塌陷的肺泡。然而，有两个潜在的不利因素。
然而，正常和过度扩张的区域也可能变得更加过度扩张。这种之前“好”肺部分的过度扩张会导致复张过程中气体交换减少，导致去氧饱和。这种影响应该是暂时的，在实施策略后可得到改善。
第二个影响是，由于胸内压显著增加，导致右心室前负荷下降，后负荷增加，从而使病人的血液动力学不稳定。同样，这应该是暂时的，并可通过降低压力来解决，但在不稳定或前负荷依赖的患者中，这会导致血流动力学崩溃。肺复张策略不应在没有呼吸治疗师、护士和医生在场的情况下进行。所有的临床医生都应该意识到短暂低氧血症和低血压的风险。
实施复张策略的方法很多。最不可能引起血流动力学变化的方法之一是以小增量连续增加PEEP。一项PEEP大幅增加(25cmH20，35cmH20，然后是45cmH20，最终PIP高达60cmH20)的试验因为无效被提前停止。因此，我们建议采取更循序渐进的办法。

一旦病人插管后稳定下来，就可以使用递减顺应性PEEP试验，确定复张策略和最佳PEEP。对于需要持续高水平通气支持的患者，此试验可每24小时重复一次。
FiO2应设置为1.0，必要时病人要适当镇静和放松。呼吸机应设置为压力控制通气模式，PC为15cmH20，吸气时间3秒，每分钟呼吸10次。然后，每5次呼吸增加3cmH20PEEP，直到施加的PEEP在25~35cmH20之间，最大PIP在40~50cmH20之间。在这个水平通气1分钟。如果病人在任何时候去氧饱和或低血压，停止，并调回先前的PEEP。这个示意图表明了逐步增加PEEP的方法。
从这里开始，最好的顺应性递减PEEP试验应该进行。下一步是改变容积控制通气(VCV)在4-6mL/Kg PBW，并根据患者肺损伤的严重程度将PEEP设置在20至25。呼吸频率应设置为不会产生autoPEEP的频率，通常为每分钟20至30次呼吸。测量动态顺应性，然后将PEEP降低2cmH20并保持30秒，然后再重新评估动态顺应性。最初，随着PEEP的减少，顺应性将增加，但随着不张顺应性将下降。一旦顺应性下降明显，就可以停止试验。一个清晰的模式将显示具有最佳顺应性的PEEP。设置呼吸机，再次复张肺，然后设置在最佳PEEP+2cm H2O去优化氧合。下图演示了这个概念。
下面是一个来自临床实践的例子。病人被设置PEEP为20，潮气量为400，并进行了递增最佳PEEP试验。记录数值，然后填写一个带有驱动压和顺应性的工作表，以确定最佳PEEP。由于10和12都具有良好的顺应性，在本例中选择了12cmH2O。
对于氧合指数（PaO2/FiO2）小于150的患者，下一步操作是将患者翻身，或将其置于俯卧位置，以改善后肺的氧合。病人俯卧位可以改善通气血流（V/Q），使病人的后部肺进行气体交换。在一项大型多中心研究中，俯卧位已被证明可以改善严重ARDS的死亡率。此外，COVID-19患者似乎对俯卧位敏感。然而，这种操作需要专门的专业知识和操作者之间的协调努力，以避免使气管插管移位和对患者造成伤害。如果患者有严重的低氧血症，非重症监护医生考虑俯卧位时，应寻求专家咨询。
另一个考虑因素是吸入性肺血管扩张剂的使用，如吸入一氧化氮（不要与一氧化二氮、麻醉剂混淆）或前列环素，如依前列烯醇。低氧血症患者通常有异质性的肺病理，一些受损的区域不参与氧合和通气，一些相对未损的区域正在进行大量气体交换。吸入性肺血管扩张剂将使参与气体交换的区域血管扩张，有效地增加血液流向肺部好的区域，并允许无效区域继续低氧性血管收缩。这一原则在下图中体现。
最后，严重的难治性低氧血症患者可转诊到体外膜肺氧合(ECMO)中心考虑ECMO支持。与COVID-19无关的严重ARDS患者的（vv）ECMO数据是混杂的。在最大试验—EOLIA试验中，14个ECMO治疗严重ARDS的试验在249/331名预先确定无效的患者中提前停止。在第60天没有显著的死亡率改善，但有28%的常规治疗组转到ECMO抢救。这在如何解释试验结果方面引起了许多争议。虽然这是一项阴性试验，但ECMO的支持者注意到，对照组的患者是在他们生病的时候开始接受ECMO，而7名交叉对照组患者甚至接受了VA-ECMO以停止治疗。他们还注意到，常规治疗失败率很高，需要ECMO。
ECMO在COVID-19中的作用仍有待确定。一些中心正在报道成功的消息，每天都有新的拔管报告。然而，其他人注意到，COVID-19的自然史似乎是一个非常长的呼吸衰竭。因此，一些人表示担心呼吸衰竭可能导致长期的ECMO运行，并伴随高并发症发生率。因此，在收集数据以确定最佳做法的同时，许多国家正在进行推荐和启动VV ECMO。
额外资源
Continulus（https://www.continulus.com/）是一个为医疗保健提供者提供认证的继续教育平台，提供与COVID-19相关的免费讲座。其中之一是机械通气的基础方面（https://www.continulus.com/covid-19-free-lectures/foundational-aspects-of-mechanical-ventilation/），由一名22岁的重症护理护士。本讲座旨在帮助医学专业人士了解机械通气在成人ICU中的重要性，描述关键的呼吸机设置，并将机械通气知识应用于急性呼吸窘迫综合征患者。这份文件在社交媒体上受到好评。
《柳叶刀》于2020年3月20日发表了迈克尔·马泰伊、J·马修·奥尔德里奇和杰弗里·E·戈茨对COVID-19严重急性呼吸窘迫综合征的治疗（https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(20)30127-2/fulltext），并建议采用逐步升级的方法治疗COVID-19的ARDS患者。
我们还制定了俯卧位指导原则（https://courses.edx.org/asset-v1:HarvardX+COV19x+1T2020+type@asset+block@Prone_Positioning_Guidelines.pdf），为患者如何俯卧以及如何恢复仰卧位提供一般指导。在决定是否为患者使用俯卧位时，请务必与经验丰富的危重病护理临床医生合作，并安全地执行此操作。

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